Файл: Применение пылеугольного топлива для выплавки чугуна..pdf

Следствием высокого коэффициента замены кокса уг­ лем является снижение общего расхода углерода, прихода и расхода тепла на единицу чугуна, а также улучшение коэффициента использования тепла в доменной печи. Так, в лучших опытных периодах с вдуванием угольной пыли в 1971 г. к. п. д. тепла в печи повысился от 79 до 82%, а тепловой эквивалент единицы углерода — от 4795 до

4995 ккал/кг.

Таким образом, промышленными плавками с расходом угольной пыли до 100 кг/т чугуна, проведенными на домен­ ной печи № 3 Донецкого металлургического завода, пол­ ностью подтверждены теоретические выводы о том, что вопросы полного сжигания топлива в фурменных зонах, компенсации его охлаждающего влияния, использования восстановительной энергии горновых газов в печи не созда­ ют принципиальных и практических затруднений при ос­ воении технологии плавки с высоким расходом пылеуголь­ ного топлива. В полном соответствии с теоретическими вы­ водами показано, что наиболее существенно изменяющимся фактором является газодинамический режим, определя­ ющий производительность доменной печи. Показано, что при условии оптимизации технологического режима плав­ ки замена до 15% кокса пылеугольным топливом не вызывает существенного изменения производительности печи и интенсивности плавки.

Экономическая эффективность технологического ре­ жима плавки с вдуванием пылеугольного топлива. Эконо­ мический эффект определялся по суммарной стоимости топлива (кокса, угольной пыли и природного газа), из­ расходованного на 1 т чугуна. Принимали, что при сохра­ нении состава шихты и производительности печи все прочие (кроме стоимости топлива) статьи калькуляции существен­ но не изменялись. Стоимость угольной пыли рассчитывали с учетом потерь угля при сушке и на выпыливание, а так­ же с учетом стоимости приготовления пыли, составляющей, согласно данным Укрэнергочермета, 10% стоимости угля.

Во всех опытных периодах при работе доменной печи как на сырой руде, так и на агломерате применение уголь­ ной пыли позволило существенно снизить суммарную стои­ мость топлива, израсходованного на 1 т чугуна, прежде всего, за счет снижения расхода кокса и природного газа.

Наиболее высокие экономические показатели были до­ стигнуты при расходе 60—70 кг угольной пыли на 1 т

84

чугуна, когда стоимость кокса, израсходованного на 1 т чугуна, снизилась на 3,0—3,5 руб., природного газа — на 0,4 руб. при стоимости угольной пыли около 1,1—1,2 руб.

Принимая коэффициент замены кокса природным газом, равным 0,9, можно подсчитать, что применение природного газа позволило снизить расход кокса на 11,6% и стои­ мость топлива на 2 руб/т чугуна; применение же пыле­ угольного топлива и природного газа позволило снизить

с плавкой при вдувании одного природного газа, повысить эффективность применения комбинированного дутья.

Таким образом, проведенные на Донецком металлурги­ ческом заводе опытные плавки подтвердили теоретический вывод о высокой экономической эффективности совместного применения пылеугольного топлива и природного газа.

Фактически полученный экономический эффект при вдувании в горн до 100 кг угольной пыли на 1 т чугуна совпадает с расчетным теоретическим, рассчитанным из ус­ ловия снижения степени прямого восстановления железа на 2% на каждые 100 кг угольной пыли. Линейная зави­ симость эффекта от расхода угольной пыли и совпадение фактических и расчетных значений эффекта несомненно свидетельствуют о возможности дальнейшего увеличения расхода угольной пыли и повышения эффективности разра­ ботанного технологического режима до 4—5 руб. на 1 т чугуна.

Опыт проведения промышленных плавок с вдуванием пылеугольного топлива позволил наметить эффективные мероприятия по дальнейшему совершенствованию разра­ ботанного технологического режима. Основными задачами остаются: улучшение распределения пылеугольного топ­ лива по фурмам и условий сжигания топлива в фурменных зонах, оптимизация технологического режима доменной плавки при расходе угольной пыли до 100—150 кг на 1 т чугуна. С целью освоения технологии плавки с высоким расходом угольной пыли намечено внедрение: 1) системы автоматического равномерного распределения пылеуголь­ ного топлива по фурмам; 2) устройств ввода угля через сопло (перпендикулярно потоку дутья на расстоянии 700—

85

* Расчетное количество колошникового газа измерялось в м*/т чугуна, а содержание серы в колошниковом газе в мг/л.

800 мм от фурмы); 3) повышение температуры дутья до 1100—1150° С и снижение расхода природного газа до 30— 40 м?/т чугуна; 4) оперативного контроля за нагревом гор­ на с помощью измерения температуры чугуна и шлака на выпуске; 5) оптимизации системы загрузки шихты, режи­ ма выпуска продуктов плавки, состава шлака на выпуске.

Впоследствии, после строительства самостоятельного узла приготовления угольной пыли, по-видимому, станет возможным освоение технологического режима при увели­ чении расхода угольной пыли до 200 кг/т чугуна при от­ ключении подачи природного газа.

Материальные и тепловые балансы

Для оценки влияния угольной пыли на показатели до­ менного процесса и анализа причин изменения этих пока­ зателей по методу А. Н. Рамма были рассчитаны материаль­ но-тепловые балансы в доопытный период (30 мая — 11 июня) и в различные периоды опытной плавки, отличаю­ щиеся расходами угольной пыли [71] (табл. 10).

Основные показатели работы печи в исследуемых пери­ одах представлены в табл. 10. Расходы сырых материалов на 1 т чугуна определялись по суточным данным цехового учета с поправкой на рассчитанное по балансу железа про­ изводство. Для определения влияния угольной пыли на содержание серы в чугуне были рассчитаны балансы серы

(табл. 12).

При вдувании угля приход серы с шихтой на 1 т чу­ гуна снизился на 1,5—8,3%. Поэтому качество чугуна (табл. 10) по содержанию серы во II и III периодах улуч­ шилось по сравнению с доопытным периодом, несмотря на снижение основности шлака и уменьшение уноса серы со шлаком от 9,27 до 8,03 кг/т чугуна (табл. 12). Снижение содержания серы в чугуне было вызвано также увеличением на 3,5—4,9% количества серы, уносимой с колошниковыми газами. Последнее можно объяснить преимущественным го­ рением угольной пыли в узком периферийном кольце горна.

Общий расход сырых материалов на выплавку 1 т чу­ гуна при вдувании угольной пыли уменьшился от 4863 кг

13). В расходной части баланса по этой же причине умень­ шился на 3,5—11 % выход колошникового газа. Вынос ко-

88